Co-x%Mn合金中的fcc→hcp相变和相关的形状记忆效应

Co-Mn合金是磁诱发形状记忆效应候选材料之一，本文制备了不同Mn含量的Co-Mn合金，研究了合金成分对Co-Mn二元合金中应力诱发γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变及形状记忆效应的影响作用，研究结果发现，对于能够发生γ→ε马氏体相变的Co-Mn合金，具有部分形状记忆效应；随着Mn含量的增加，马氏体量减小，基体的强度降低，导致合金的形状回复率和可回复应变均有不同程度的下降。     

Fe-Mn-Si-Ni-Co合金中形变诱发马氏体相变及形状记忆效应

通过拉伸试验、金相和透射电子显微分析,研究了Fe-25.6Mn-5.1Si-4.1Ni-1.8Co合金的形变诱发γ→ε马氏体相变与形状记忆效应。结果表明,变形温度从M_d点降至193K时,变形机制由位错滑移逐渐转变为形变诱发γ→ε马氏体相变,合金的形状记忆效应相应地近似呈线性提高。在138～193K之间变形时形状记忆效应保持稳定。文中通过分析形变诱发马氏体相变的应力-应变曲线,讨论了形状记忆效应与屈服应力之间的关系。     

热-机械循环处理对FeMnSiCrNi 合金 记忆效应的影响

采用电子拉伸试验机考察了不同预变形量热-机械循环处理对FeMnSiCrNi合金形状记忆效应的影响,并利用光学及透射电子显微分析方法研究了经热-机械循环处理后母相γ及应力诱发ε马氏体的组织变化.结果表明:在预变形量为4%、5%、和6%的情况下,经2次循环训练后具有最高的应变恢复率;适当的热-机械循环处理能促进母相γ中形成大量按一定取向分布的晶体缺陷,为择优取向ε马氏体的成长打开通道,显著降低ε马氏体的几何尺寸,提高其逆相变的晶体学可逆性;若热-机械循环次数过多,母相γ中会形成位错缠结,阻碍γ→ε相变过程中层错扩展,从而不利于形状记忆效应.     

Fe-17Mn-10Cr-5Si-4Ni合金低温应力诱发相变特点及其形状记忆效应研究

用x射线衍射分析、显微组织观察等研究了Fe-17Mn-10Cr-5Si-4Ni合金在低温(低于室温)下应力诱发相变的特点及其形状记忆效应。合金在室温拉伸变形时,当应变量超过5％由于应力诱发E马氏体的相变作用而形成α＇马氏体;当变形温度低于室温时应力优先诱发γ→α＇马氏体转变。正是这种应力诱发相变特征的转变使合金的形状记忆效应在室温以下出现奇特低谷。     

淬火温度对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金形变诱发马氏体的影响

通过测试不同淬火温度下的拉伸应力应变曲线、750～790℃淬火拉伸断裂后均匀变形区域的X射线衍射谱研究了淬火温度对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金形变诱发马氏体的影响.结果表明:该合金在750～790℃淬火后拉伸变形机制为亚稳定β相变形诱发马氏体转变,790℃淬火合金在6.5%的变形量下亚稳定β相基本完全转变为α″马氏体.790℃淬火后拉伸形成应力诱发马氏体,β立方→α″σ;750℃淬火后拉伸形成应变诱发马氏体,β立方→β正方→α″ε.形变诱发α″相在拉伸变形时发生晶格重新取向:[010] α″方向平行于拉伸轴线,[100]α″方向垂直于拉伸轴线.     

层错能对Fe-Mn-C系TRIP/TWIP钢变形机制影响

对三种不同层错能(SFE)Fe-Mn-C系TWIP钢的变形机制进行了研究.结果表明:在淬火态下,TWIP钢组织为全奥氏体,奥氏体晶粒内存在少量退火孪晶.TWIP钢的层错能随着C、Mn含量的增加而增加.层错能为7 mJ/m2时,变形后出现大量ε马氏体,且随着应变量的增大,ε马氏体峰增强,表现为单一的TRIP效应;层错能为12 mJ/m2时,应变诱导γ→ε→α或γ→α的转变及形成少量形变孪晶,表现为TRIP/TWIP效应;层错能为18 mJ/m2时,变形后形成大量形变孪晶,表现为单一的TWIP效应,抗拉强度和延伸率分别达到851 MPa及49%.随着层错能增加,TWIP钢的断裂机制由沿晶断裂转变为以韧窝为主的塑性断裂.     

一种新型Fe—Mn—Si—Ni系形状记忆合金的研究

本文采用电镜和X射线衍射分析研究了Fe-25.38Mn-3.47Si-2.98Ni合金的fcc(γ)→hcp(ε)马氏体相变;系统考察了形变温度,形变量等参数对形状记忆效应的影响。结果表明,试验合金在热轧状态于77-300K温度范围内变形,均能呈现良好的形状记忆效应。其微观机制与应力诱发γ→ε马氏体相变有关。     

NiTi形状记忆合金丝在Al基复合材料中的约束态马氏体逆相变特征

利用DSC,XRD,SEM等实验手段研究了NiTi记忆合金丝在铝基体约束状态下的马氏体逆相变特征。研究结果表明,预应变NiTi记忆合金丝在加热过程中发生两种马氏体逆相变：热致马氏体逆转变(MT→P)与应力诱发马氏体逆转变(Md→P),其中热致马氏体逆相变温度与未预应变样品基本相同,且不受预应变影响;而应力诱发马氏体向母相转变温度随预应变增加而升高;随预应变增加,热致马氏体与应力诱发马氏体的逆转变量减少。文中引入马氏体变形度概念,并对马氏体在逆转变过程中的变形度变化进行了讨论。     

16Mn钢奥氏体动态再结晶及晶粒细化的研究

本文研究了16Mn 钢奥氏体动态再结晶、晶粒大小、晶粒细化率及γ→α相变后铁素体晶粒大小与工艺参数:变形量ε,变形温度之间的关系。通过大量数据的回归处理,得到奥氏体晶粒细化率在一定温度条件下,与变形量ε之间满足指数函数关系:动态再结晶完成后,奥氏体晶粒平均直径与形变速率温度修正系数 z 之间符合线性关系:γ→α相变后铁素体晶粒大小在一定温度条件下与变形量之间也存在指数函数关系:     

马氏体相变时原子的位移

理论地综合分析了奥氏体转变为马氏体过程中原子的移动方式。奥氏体转变为马氏体时,在相变驱动力的作用下,原子主要是按照K-S位向关系从奥氏体晶格中直接转移到马氏体晶格上去的。当γ→α马氏体时,以晶体缺陷为起点出现涨落,原子无扩散,集体协同位移,进行了菱形参数的调整,完成了γfcc→αbcc-M的晶格重构。原子移动距离远远小于一个原子间距,比K-S切变位移小1个数量级,耗能少。γ→α转变产生应变能。为了调整应变能和适应晶格匹配,形成相变位错、层错或相变孪晶等缺陷,以完成马氏体转变。     

Fe-Mn-Si记忆合金中应力诱发γ→εM的相变机制

通过高分辨透射电镜观察得知,Fe-25%Mn-4.5%Si-1%Cr-2%Ni形状记忆合金中母相γ的亚结构主要是平行分布的、不同程度重叠的层错.母相的这一亚结构特征决定随应力诱发相变进行的程度不同,可分别形成单片状和多层状两类不同形态的ε马氏体(εM),这由透射电镜观察得到了证实.这两类不同形态εM的逆相变特征亦不相同,单片状εM在逆相变时能保持较好的晶体学可逆性,有利于形状记忆效应,而多层状εM由于受到层间界面的制约,逆相变后残留下较多晶体缺陷,对形状恢复不利.     

铁基合金马氏体相变热力学

铁基合金中 fcc→bcc(bct)马氏体相变时的自由能改变可由△G~(γ→M)=△G~(γ→(?)+△G~(γ→M)(非化学自由能)表示。M_s定义为△G~(γ→M)=0的温度。在 Ms 时,-△G~(γ→α)=△G~((?)→M),即为临界相变动力。对计算△G~(γ→α)的几个改进模型作了评述。对△G~(α→M)项作出合理的估计,由△G~(γ→(?))和△G~(α→M)即可直接计算求得 M_s,这在纯铁、Fe-C、一些 Fe-X、Fe-X-C 合金及多元低合金钢(包括渗层)中获得满意的结果。合金元素和碳对 M_s 的影响得到热力学的阐释。相变驱动力的计算值不仅依赖于△G~(γ→α)的计算模型,而且还极大地取决于△G~(γ→α)_(Fe)及 M_s 值的选用。计算表明,Fe—C 中,随含碳量增加,相变驱动力将单调地增大。     

激光焊接Ti-6Al-4V钛合金塑性行为的原位SEM/EBSD分析（英文）

选用原位SEM/EBSD显微术分析研究了Ti-6Al-4V钛合金的焊接区域的变形行为。研究发现,由于焊接时高的焊接温度(在β相变点之上)和急剧的冷却速率,导致β→α'马氏体相变的发生。SEM观察发现,在焊缝区只存在有针状的α'马氏体形貌,而在焊接第一热影响区和第二热影响区,针状α'相逐渐发生球化,形成了明显的显微组织梯度过渡。在对焊接区域进行SEM/EBSD下的原位拉伸实验后发现,该区域的塑性变形可划分为两个阶段。变形的第一阶段,滑移变形或孪生变形均有可能发生,这取决于晶粒的初始晶体学取向是否可通过旋转来匹配120//TA(拉伸方向);而在变形的第二阶段,只发生滑移变形。     

Cu-AI-Ni形状记忆合金的超弹性和应力诱发相变

本文对多晶 Cu-Al-Ni 形状记忆合金进行了力学行为和应力诱发相变的研究。测定了在各种循环下的应力-应变曲线并进行了比较。x-射线衍射结果表明,在低于 Ms 点和高于 A_f 点变形时,分别发生了β_1→γ_1′和β_1→β_1′的诱发相变,并伴有β_1′马氏体的再取向。     

Fe—17Mn—10Cr—5Si—4Ni合金低温应力诱发相变特点及其形状记？…

用Ｘ射线衍射分析、显微组织观察等研究了Ｆｅ－１７Ｍｎ－１０Ｃｒ－５Ｓｉ－４Ｎｉ合金在低温（低于室温）下应力诱发相变的特点及其形状记忆效应。合金在室温拉伸变形时,当应变量超过５％由于应力诱发ε马氏体的相变作用而形成的α′马氏体;当变形温度低于室温时应力优先诱发γ－α′马氏体转变。正是这种应力诱发相应特征的转变使合金的形状记忆效应在室温以下出现奇特低谷。     

近β马氏体钛合金中的β→ω相变

近β马氏体钛合金的典型热处理制度为固溶时效,该类钛合金在水冷条件下会发生β→ω相变,该相变属于无扩散型相变,相变的形核源于母相(111)晶面的弹性位移重组,而后续时效过程是扩散型相变,其中强化相α相的析出与ω相的体积分数和形貌密切相关。综述了β→ω相变的相变机理和几种典型近β马氏体钛合金中的β→ω相变特点,总结了水冷态近β马氏体钛合金的电子衍射花样的规律。     

等原子比TaRu高温记忆合金的显微组织、压缩特性和形状记忆效应

利用光镜、XRD、DTA、压缩试验和TEM研究了等原子比TaRu超高温形状记忆合金的显微组织、相变、压缩特性和应变恢复特性.研究发现在高温到室温的降温阶段,合金发生了β(母相)→β′(中间马氏体相)→β"(马氏体)两步相变.室温显微组织为规则排布的马氏体板条,晶格结构为单斜结构.马氏体板条内部的孪晶关系经标定为(101)I型孪晶.室温压缩过程中变体内部的马氏体板条发生再取向及粗化.β′→β逆相变提供了主要的形状记忆效应,最大可恢复应变为2%.     

形变时效对FeMnSiCrNi合金形状回复率和相变温度的影响

为了进一步提高Fe-14Mn-6Si-8Cr-5Ni合金的形状记忆效应,对固溶态合金采用了形变时效的方法处理,并利用光学显微分析、X射线衍射分析和透射电子显微分析的测试手段分析了时效温度和时效时间对合金形状回复率和相变温度的影响.结果表明,固溶态合金经10%拉伸和600℃时效10 min时,形状回复率提高幅度最大,由固溶态的48%提高到84.7%,并且合金γ→ε马氏体转变的起始温度Ms由固溶态的34℃降低到13.2℃.合金的形状回复率得到提高的主要原因是合金中热诱发ε马氏体已经消失,组织为奥氏体和大量定向α’马氏体,这样的组织特征有利于应力诱发γ→ε马氏体相变以及它们的逆相变.     

两相区热轧对20钢组织和力学性能的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机对20钢(α+γ)两相区内进行热压缩试验,获得不同变形条件下的真应力-真应变曲线。结果表明,当变形温度相同时,流变应力随着应变速率的增大而增大;当应变速率相同时,流变应力随着变形温度升高而减小,但在850℃时略有增大现象。采用光学显微镜(OM)和场发射扫描电镜(FG-SEM)技术分析了变形温度为750~850℃、应变速率为1s-1时的20钢微观组织变化,并得出结论:20钢在两相区轧制时,在750~820℃范围内,温度是影响力学性能的主要因素;在820~850℃范围内,(α+γ)相变是影响力学性能的主要因素。     

低碳钢奥氏体转变为铁素体的元胞自动机模型

建立了一个在压缩变形的连续冷却作用下，低碳钢中奥氏体γ转变为铁素体α的二维元胸自动机模型，模型考虑到α相在奥氏体晶界上形核与生长，碳溶质和温度场在奥氏体和铁素体中的扩散，讨论了冷却率和应变等因素对γ→α用相变的影响。